(57)【要約】【課題】  応力集中によって振動板にクラック等が発生するのを防止することができる液体噴射ヘッド及びこの液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置を提供する。【解決手段】  液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板１０と、流路形成基板１０の一方面側に設けられて二酸化シリコンからなる第１の弾性膜５０と第１の弾性膜５０上に設けられて第１の弾性膜よりも靭性の高い材料からなる第２の弾性膜５５とを少なくとも有する振動板と、振動板上に設けられて下電極６０、圧電体層７０及び上電極８０からなる圧電素子３００と、流路形成基板１０の振動板上に接合され圧電素子３００を保護する圧電素子保持部３１を有する保護基板３０とを具備し、且つ圧電素子保持部３１の縁部の少なくとも内側に、振動板を構成する第１の弾性膜５０を圧電素子保持部３１の縁部に沿って分離する第１の弾性膜分離部５１を有するようにする。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に設けられて二酸化シリコンからなる第１の弾性膜と該第１の弾性膜上に設けられて当該第１の弾性膜よりも靭性の高い材料からなる第２の弾性膜とを少なくとも有する振動板と、該振動板上に設けられて下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子と、前記流路形成基板の前記振動板上に接合され前記圧電素子を保護する圧電素子保持部を有する保護基板とを具備し、且つ前記圧電素子保持部の縁部の少なくとも内側に、前記振動板を構成する前記第１の弾性膜を当該圧電素子保持部の縁部に沿って分離する第１の弾性膜分離部を有することを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
請求項１において、前記第１の弾性膜分離部が、前記第１の弾性膜を除去した第１の弾性膜除去部で構成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項１において、前記第１の弾性膜分離部が、前記流路形成基板の一部で構成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記第１の弾性膜分離部が、前記圧電素子保持部の縁部の外側まで連続的に設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかにおいて、前記第１の弾性膜分離部が、前記圧電素子保持部の周縁の接合領域に亘って連続的に設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかにおいて、前記第１の弾性膜分離部が、前記圧電素子保持部の縁部に、全周に亘って連続的に設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかにおいて、前記流路形成基板が前記圧力発生室よりも狭い幅を有し複数の圧力発生室の共通インク室と各圧力発生室とを連通するインク供給路を具備すると共に、前記保護基板が、前記インク供給路に対向する領域で前記振動板に接合され、前記圧電素子保持部の縁部の少なくとも前記インク供給路に対向する領域に、前記第１の弾性膜分離部が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかにおいて、前記流路形成基板がシリコン単結晶基板からなり、前記第１の弾性膜が当該流路形成基板を熱酸化することによって形成された熱酸化膜であることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項９】
請求項１〜８の何れかの液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴を吐出する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に、インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室に供給されたインクを圧電素子によって加圧することにより、ノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧電素子により変形させて圧力発生室のインクを加圧してノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドには、圧電素子の軸方向に伸長、収縮する縦振動モードの圧電アクチュエータを使用したものと、たわみ振動モードの圧電アクチュエータを使用したものの２種類が実用化されている。そして、たわみ振動モードのアクチュエータを使用したものとしては、例えば、振動板の表面全体に亙って成膜技術により均一な圧電材料層を形成し、この圧電材料層をリソグラフィ法により圧力発生室に対応する形状に切り分けて各圧力発生室毎に独立するように圧電素子を形成したものが知られている。
【０００３】
また、このような圧電素子は、例えば、湿気等の外部環境に起因して破壊され易いという問題がある。そして、このような問題は、圧電素子を構成する各層が薄膜であればあるほど起きやすい。このため、例えば、圧力発生室が形成される流路形成基板に、圧電素子保持部を有する接合基板を接合し、この圧電素子保持部内に並設された複数の圧電素子を密封するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このように接合基板を流路形成基板に接合した構造では、各圧電素子の破壊は防止することができる。しかしながら、圧電素子保持部の縁部近傍の振動板にクラック、割れ等が発生し、このクラック等が時間と共に圧電素子側に進行し、最終的には圧電素子まで破壊されてしまうという問題がある。すなわち、このように接合基板を流路形成基板に接合した構造では、流路形成基板と、流路形成基板上に形成される各層との熱膨張係数の違い等によっても応力が生じ、このような応力が流路形成基板に接合基板を接合すると圧電素子保持部の縁部に対向する領域に集中してしまう。また、例えば、圧電素子保持部が設けられた領域よりもその外側の領域の方が、剛性が高いため、接合基板と流路形成基板とを接合する際などに流路形成基板（振動板）が変形し、圧電素子保持部の縁部に対応する領域に応力が集中してしまう。このため、圧電素子保持部の縁部に対応する領域の振動板には、このような応力集中に起因してクラック、割れ等が発生してしまうという問題がある。特に、振動板の少なくとも一部が二酸化シリコン等、割れやすい材料で形成されている場合には、このような問題が生じやすい。また、このような問題は、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドだけでなく、勿論、インク以外の液体を吐出する他の液体噴射ヘッドの製造方法においても、同様に存在する。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１１３８５７号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑み、応力集中によって振動板にクラック等が発生するのを防止することができる液体噴射ヘッド及びこの液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に設けられて二酸化シリコンからなる第１の弾性膜と該第１の弾性膜上に設けられて当該第１の弾性膜よりも靭性の高い材料からなる第２の弾性膜とを少なくとも有する振動板と、該振動板上に設けられて下電極、圧電体層及び上電極からなる圧電素子と、前記流路形成基板の前記振動板上に接合され前記圧電素子を保護する圧電素子保持部を有する保護基板とを具備し、且つ前記圧電素子保持部の縁部の少なくとも内側に、前記振動板を構成する前記第１の弾性膜を当該圧電素子保持部の縁部に沿って分離する第１の弾性膜分離部を有することを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる本発明の第１の態様では、応力集中に起因して振動板を構成する第１の弾性膜にクラック、割れ等が発生するのを防止でき、またクラックの進行も防止することができる。よって、振動板及び圧電素子からなる圧電アクチュエータの破壊を確実に防止することができる。
【０００８】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記第１の弾性膜分離部が、前記第１の弾性膜を除去した第１の弾性膜除去部で構成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第２の態様では、第１の弾性膜分離部を容易に形成することができ、且つ振動板の割れ等を確実に防止できる。
【０００９】
本発明の第３の態様は、第１の態様において、前記第１の弾性膜分離部が、前記流路形成基板の一部で構成されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第３の態様では、第１の弾性膜分離部を容易に形成することができ、且つ振動板の割れ等を確実に防止できる。
【００１０】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記第１の弾性膜分離部が、前記圧電素子保持部の縁部の外側まで連続的に設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第４の態様では、振動板の割れの発生等をさらに確実に防止することができる。
【００１１】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記第１の弾性膜分離部が、前記圧電素子保持部の周縁の接合領域に亘って連続的に設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第５の態様では、振動板の割れの発生等をさらに確実に防止することができる。
【００１２】
本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様において、前記第１の弾性膜分離部が、前記圧電素子保持部の縁部に、全周に亘って連続的に設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第６の態様では、振動板の割れの発生等をさらに確実に防止することができる。
【００１３】
本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかの態様において、前記流路形成基板が前記圧力発生室よりも狭い幅を有し複数の圧力発生室の共通インク室と各圧力発生室とを連通するインク供給路を具備すると共に、前記保護基板が、前記インク供給路に対向する領域で前記振動板に接合され、前記圧電素子保持部の縁部の少なくとも前記インク供給路に対向する領域に、前記第１の弾性膜分離部が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第７の態様では、応力集中が生じやすい領域であっても、応力集中による第１の弾性膜を起点とする振動板の割れ等を防止することができる。
【００１４】
本発明の第８の態様は、第１〜７の何れかの態様において、前記流路形成基板がシリコン単結晶基板からなり、前記第１の弾性膜が当該流路形成基板を熱酸化することによって形成された熱酸化膜であることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第８の態様では、二酸化シリコンからなる第１の弾性膜を容易且つ良好に形成することができる。
【００１５】
本発明の第９の態様は、第１〜８の何れかの態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる第９の態様では、耐久性及び信頼性を向上した液体噴射装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドを示す分解斜視図であり、図２は、図１の平面図及び断面図である。本実施形態に係る流路形成基板１０は、面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化によって形成された厚さ０．５〜２μｍの二酸化シリコンからなる第１の弾性膜５０が形成されている。この流路形成基板１０には、隔壁１１によって画成された複数の圧力発生室１２がその幅方向に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向外側の領域には連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、各圧力発生室１２毎に設けられたインク供給路１４を介して連通されている。連通部１３は、後述する保護基板３０のリザーバ部３２と連通して各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００の一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。
【００１７】
また、流路形成基板１０の開口面側には、圧力発生室１２を形成する際のマスクとして用いられた保護膜５４を介して、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０-6／℃］であるガラスセラミックス、シリコン単結晶基板又はステンレス鋼などからなる。
【００１８】
一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように、二酸化シリコンからなり厚さが例えば約１．０μｍの第１の弾性膜５０が形成され、この第１の弾性膜５０上には、例えば、酸化ジルコニウム等の第１の弾性膜５０よりも靭性が高い材料からなり厚さが例えば、約０．３μｍの第２の弾性膜５５が形成されている。さらに、この第２の弾性膜５５上には、白金及びイリジウム等からなり厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなり厚さが例えば、約１．０μｍの圧電体層７０と、イリジウム等からなり厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実施形態では、下電極膜６０は圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何れの場合においても、各圧力発生室毎に圧電体能動部が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエータと称する。上述した例では、第１の弾性膜５０、第２の弾性膜５５及び下電極膜６０が振動板としての役割を果たす。
【００１９】
また、このような各圧電素子３００の上電極膜８０には、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０がそれぞれ接続され、このリード電極９０を介して各圧電素子３００に選択的に電圧が印加されるようになっている。
【００２０】
さらに、このような流路形成基板１０の圧電素子３００側の面、すなわち、振動板を構成する第２の弾性膜５５上には、圧電素子３００に対向する領域に圧電素子保持部３１を有する保護基板３０が接着剤３５によって接着されている。この圧電素子保持部３１は、複数の圧電素子３００を一体的に覆う大きさで形成されており、各圧電素子３００は、この圧電素子保持部３１内に配置されている。これにより、各圧電素子３００は外部環境の影響を殆ど受けない状態に保護されている。なお、圧電素子保持部３１は、必ずしも密封されている必要はない。なお、保護基板３０の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス材料、金属、樹脂等が挙げられるが、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料で形成されていることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
【００２１】
また、この保護基板３０には、リザーバ１００の少なくとも一部を構成するリザーバ部３２が設けられている。そして、このリザーバ部３２は、上述したように、流路形成基板１０の連通部１３と連通され、これらリザーバ部３２及び連通部１３によってリザーバ１００が形成されている。
【００２２】
ここで、このような保護基板３０の圧電素子保持部３１の縁部の少なくとも内側、すなわち圧電素子保持部３１に対向する領域内には、第１の弾性膜５０の少なくとも一部を圧電素子保持部３１の縁部に沿って分離する第１の弾性膜分離部５１が設けられている。例えば、本実施形態では、この第１の弾性膜分離部５１は、圧電素子保持部の周囲に亘って連続的に形成されている。そして、この第１の弾性膜分離部５１によって、第１の弾性膜５０は圧電素子保持部３１の内側と外側とで不連続となっている。また、第１の弾性膜分離部５１は、本実施形態では、第１の弾性膜５０を所定幅で除去することによって形成された第１の弾性膜除去部５２によって構成され、この第１の弾性膜除去部５２内には第２の弾性膜５５が連続的に形成されている。
【００２３】
このような第１の弾性膜分離部５１は、少なくとも圧電素子保持部３１に対向する領域内に設けられていればよいが、圧電素子保持部３１に対向する領域内から、圧電素子保持部３１の縁部の外側、すなわち、保護基板３０が第１の弾性膜５５に接合されている接合領域まで連続して形成されていることが好ましい（図２参照）。言い換えれば、圧電素子保持部３１の縁部が、この第１の弾性膜分離部５１に対向する領域に位置するように、保護基板３０が流路形成基板１０に接合されているのが好ましい。
【００２４】
これにより、振動板にクラックや割れが発生するのを防止することができる。具体的には、圧電素子保持部３１の縁部には応力が集中し易く、この部分の振動板、特に、二酸化シリコンからなる第１の弾性膜５０には応力集中によるクラックや割れ等が発生し易い。しかしながら、本実施形態のように、圧電素子保持部３１の縁部の内側から外側まで連続的に第１の弾性膜分離部５１（第１の弾性膜除去部５２）を設け、この部分に第１の弾性膜５０が存在しないようにすれば、振動板に応力集中に起因するクラック等が発生するのを防止することができる。したがって、このような構成によれば、振動板及び圧電素子からなる圧電アクチュエータの耐久性及び信頼性を向上したインクジェット式記録ヘッドを実現することができる。また、歩留まりが向上するため、製造コストを大幅に削減することもできる。
【００２５】
なお、このような第１の弾性膜分離部５１（第１の弾性膜除去部５２）は、例えば、図３に示すように、保護基板３０の接合領域に亘って連続的に形成されていてもよい。これにより、応力集中による振動板のクラックの発生をさらに確実に防止することができる。
【００２６】
また、第１の弾性膜分離部５１（第１の弾性膜除去部５２）は、例えば、図４に示すように、少なくとも圧電素子保持部３１の縁部の内側のみに設けられてもよい。すなわち、圧電素子保持部３１の接合領域には設けられていなくてもよい。このような構成では、圧電素子保持部の縁部に対向する領域で、振動板（第１の弾性膜５０）に応力集中に起因するクラック等が発生する虞はある。しかしながら、仮にクラック等が発生した場合でも、このクラックの進行は第１の弾性膜分離部５１で止まるため、圧電素子３００に対向する領域の振動板にまで進行することはない。したがって、圧電アクチュエータの破壊は、確実に防止することができる。
【００２７】
また、このように第１の弾性膜分離部５１（第１の弾性膜除去部５２）は、少なくとも圧電素子保持部３１の縁部の内側に設けられていればよいが、できるだけ圧電素子保持部３１の縁部近傍、すなわち圧電素子３００からは離れた位置に形成するのが望ましい。弾性膜分離部５１によって圧電素子３００の駆動による振動板の変位特性に影響を与えないようにするためである。
【００２８】
また、本実施形態では、第１の弾性膜分離部５１を圧電素子保持部３１の周囲に亘って連続的に形成するようにしたが、これに限定されず、第１の弾性膜分離部５１は、圧電素子保持部３１の周囲の一部のみに設けられていてもよい。なお、例えば、本実施形態のように、流路形成基板１０に圧力発生室１２と連通部１３とを連通するインク供給路１４が形成され、このインク供給路１４に対応する領域に圧電素子保持部３１の縁部が位置している場合、最低限この部分には、第１の弾性膜分離部５１を設けておくことが望ましい。インク供給路１４に対応する領域の振動板の下側には、流路形成基板１０が存在しない領域があるため、この部分の振動板には応力集中によるクラックが発生しやすいからである。
【００２９】
またこのような保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３１の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止され、内部圧力の変化によって変形可能な可撓部となっている。
【００３０】
このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段と接続したインク導入口からインクを取り込み、リザーバ１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、図示しない駆動回路からの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧を印加し、第１の弾性膜５０、第２の弾性膜５５、下電極膜６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。
【００３１】
以下、このようなインクジェット式記録ヘッドの製造方法について、図５〜図７を参照して説明する。なお、図５〜図７は、圧力発生室１２の長手方向の断面図である。まず、図５（ａ）に示すように、シリコンウェハからなり流路形成基板１０が複数一体的に形成される流路形成基板用ウェハ１１０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化し、その表面に第１の弾性膜５０を構成する二酸化シリコン膜５３を形成する。また、この二酸化シリコン膜５３をパターニングすることにより、所定位置、すなわち、後述する工程で接合される保護基板３０の圧電素子保持部３１の縁部に対応する領域に第１の弾性膜分離部５１となる第１の弾性膜除去部５２を形成する。なお、本実施形態では、流路形成基板用ウェハ１１０として、膜厚が約６２５μｍと比較的厚く剛性の高いシリコンウェハを用いている。
【００３２】
次に、図５（ｂ）に示すように、第１の弾性膜５０（二酸化シリコン膜５３）上に、酸化ジルコニウムからなる第２の弾性膜５５を形成する。具体的には、第１の弾性膜５０（二酸化シリコン膜５３）上に、例えば、スパッタ法等によりジルコニウム（Ｚｒ）層を形成後、このジルコニウム層を、例えば、５００〜１２００℃の拡散炉で熱酸化することにより酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）からなる第２の弾性膜５５を形成する。このとき、第２の弾性膜５５が、第１の弾性膜５０上から第１の弾性膜除去部５２内に亘って連続的に形成され、これにより第１の弾性膜分離部５１が形成される。
【００３３】
次いで、図５（ｃ）に示すように、例えば、白金とイリジウムとを第２の弾性膜５５上に積層することにより下電極膜６０を形成した後、この下電極膜６０を所定形状にパターニングする。次に、図５（ｄ）に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層７０と、例えば、イリジウムからなる上電極膜８０とを流路形成基板用ウェハ１１０の全面に形成し、これら圧電体層７０及び上電極膜８０を、各圧力発生室１２に対向する領域にパターニングして圧電素子３００を形成する。
【００３４】
なお、圧電素子３００を構成する圧電体層７０の材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電性圧電性材料や、これにニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマス又はイットリウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等が用いられる。その組成は、圧電素子３００の特性、用途等を考慮して適宜選択すればよいが、例えば、ＰｂＴｉＯ３（ＰＴ）、ＰｂＺｒＯ３（ＰＺ）、Ｐｂ（ＺｒｘＴｉ１−ｘ）Ｏ３（ＰＺＴ）、Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＭＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＺＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＮＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｉｎ１／２Ｎｂ１／２）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＩＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｓｃ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＳＴ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｓｃ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＳＮ−ＰＴ）、ＢｉＳｃＯ３−ＰｂＴｉＯ３（ＢＳ−ＰＴ）、ＢｉＹｂＯ３−ＰｂＴｉＯ３（ＢＹ−ＰＴ）等が挙げられる。
【００３５】
また、圧電体層７０の形成方法は、特に限定されないが、例えば、本実施形態では、金属有機物を触媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層７０を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体層７０を形成した。
【００３６】
次に、図６（ａ）に示すように、リード電極９０を形成する。具体的には、まず流路形成基板用ウェハ１１０の全面に亘って、例えば、金（Ａｕ）等からなる金属層９５を形成する。そして、この金属層９５上に、例えば、レジスト等からなるマスクパターン（図示なし）を形成し、このマスクパターンを介して金属層９５を圧電素子３００毎にパターニングすることによりリード電極９０を形成する。
【００３７】
次に、図６（ｂ）に示すように、パターニングされた複数の圧電素子を保持する保護基板３０が複数一体的に形成される保護基板用ウェハ１３０を、流路形成基板用ウェハ１１０上に例えば接着剤３５によって接合する。なお、保護基板用ウェハ１３０には、リザーバ部３２、圧電素子保持部３１等が予め形成されている。また、保護基板用ウェハ１３０は、例えば、４００μｍ程度の厚さを有するシリコンウェハであり、保護基板用ウェハ１３０を接合することで流路形成基板用ウェハ１１０の剛性は著しく向上することになる。
【００３８】
次いで、図６（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の保護基板用ウェハ１３０側とは反対側の面を加工して、流路形成基板用ウェハ１１０を所定の厚みにする。具体的には、まず、流路形成基板用ウェハ１１０をある程度の厚さとなるまで研削する。その後、さらに、例えば、フッ硝酸等のエッチング液を用いてウェットエッチングすることにより流路形成基板用ウェハ１１０を所定の厚さに形成する。
【００３９】
次に、図７（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０上に、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）からなる保護膜５４を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、図７（ｂ）に示すように、この保護膜５４をマスクとして流路形成基板用ウェハ１１０を異方性エッチング（ウェットエッチング）することにより、流路形成基板用ウェハ１１０に圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４等を形成する。次いで、図７（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の連通部１３と、保護基板用ウェハ１３０のリザーバ部３２との間の第１の弾性膜５０及び第２の弾性膜５５を除去し、連通部１３とリザーバ部３２とを連通させてリザーバ１００を形成する。
【００４０】
その後は、図示しないが、流路形成基板用ウェハ１１０及び保護基板用ウェハ１３０の外周縁部の不要部分を、例えば、ダイシング等により切断することによって除去する。そして、流路形成基板用ウェハ１１０の保護基板用ウェハ１３０とは反対側の面にノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０を接合すると共に、保護基板用ウェハ１３０にコンプライアンス基板４０を接合し、これら流路形成基板用ウェハ１１０等を図１に示すような一つのチップサイズの流路形成基板１０等に分離することによって上述した構造のインクジェット式記録ヘッドが製造される。
【００４１】
（実施形態２）
図８は、実施形態２に係るインクジェット式記録ヘッドの断面図である。本実施形態は、第１の弾性膜分離部５１の他の例であり、図８に示すように、第１の弾性膜分離部５１が、流路形成基板１０であるシリコン単結晶基板によって構成されている以外は、実施形態１と同様である。勿論、このような構成としても、実施形態１と同様の効果が得られる。
【００４２】
なお、このような本実施形態に係る第１の弾性膜分離部５１の形成方法は、特に限定されないが、例えば、実施形態１と同様に、流路形成基板１０（流路形成基板用ウェハ１１０）を熱酸化することによって第１の弾性膜５０（二酸化シリコン膜５３）を形成する場合、所定のマスクによって第１の弾性膜分離部５１となる部分を保護した状態で流路形成基板１０を熱酸化し、第１の弾性膜分離部５１となる部分以外の領域に熱酸化膜からなる第１の弾性膜５０を形成すればよい。
【００４３】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、インクジェット式記録ヘッドの基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、流路形成基板（流路形成基板用ウェハ）を熱酸化することによって熱酸化膜からなる第１の弾性膜５０を例示したが、第１の弾性膜５０の形成方法は、特に限定されず、勿論、第１の弾性膜５０をＣＶＤ法等によって形成するようにしてもよい。また、例えば、実施形態１では、第１の弾性膜除去部５２内に、第１の弾性膜５０上に形成される第２の弾性膜５５が連続的に形成された構造を例示したが、これに限定されず、第１の弾性膜除去部５２内に、例えば、窒化シリコン等からなる層を別途設けて第１の弾性膜分離部５１を形成するようにしてもよい。
【００４４】
また、このようなインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図９は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。図９に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。
【００４５】
そして、駆動モータ６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８上を搬送されるようになっている。
【００４６】
なお、上述した実施形態では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。
【図３】実施形態１に係る記録ヘッドの変形例を示す断面図である。
【図４】実施形態１に係る記録ヘッドの変形例を示す断面図である。
【図５】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図６】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図７】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図８】実施形態２に係る記録ヘッドの断面図である。
【図９】一実施形態に係る記録装置の概略図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０  流路形成基板、  １２  圧力発生室、  １３  連通部、  １４  インク供給路、  ２０  ノズルプレート、  ２１  ノズル開口、  ３０  保護基板、  ３１  圧電素子保持部、  ３２  リザーバ部、  ４０  コンプライアンス基板、  ５０  第１の弾性膜、  ５１  第１の弾性膜分離部、  ５２  第１の弾性膜除去部、  ５５  第２の弾性膜、  ６０  下電極膜、  ７０  圧電体層、  ８０  上電極膜、  ９０  リード電極、  １００  リザーバ、  ３００  圧電素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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